CN110746705A - 一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带 - Google Patents

一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带，阻燃耐臭氧下盖胶，由以下重量份的组分组成：天然橡胶30～40份，三元乙丙橡胶60～70份，纳米活性氧化锌5～8份，硬脂酸2～3份，硫磺1～3份，促进剂1～5份，防老剂2～8份，莱茵蜡2～8份，补强剂40～65份，固氯蜡15～20份，三氧化二锑3～6份；所述防老剂为4010NA(N‑异丙基‑N’‑苯基对苯二胺)。该下盖胶的动态耐臭氧性能可达零级，使用过程中无龟裂现象，显著延长管状输送带寿命。

Description

一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带
技术领域
本发明涉及管状输送带下盖胶制备技术领域，尤其涉及一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带。
背景技术
公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
管状输送带是指与圆管带式输送机配套使用的、借助外力在整个运输线路或部分运输线路成圆管形状的输送带。管状输送带的芯体以高强力帆布或钢丝绳为骨架，配以高强度、高耐磨优质胶料为上下覆盖层，工作时胶带由平面渐变为U形，最后卷成管状以实行封闭式输送。适用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、建材和粮食等行业对环保有严格要求和对三维空间内弯曲有要求的物料输送。全封闭物料输送，物料无飞扬、不受自然条件影响，不影响环境，可弯曲，大倾角，往返输送物料。
由于管状带反复卷曲，使用一段时间后，在空气中臭氧的诱导下，会加速输送带下盖胶臭氧龟裂老化，造成输送带报废，造成使用企业经济损失。
发明内容
为了解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是提供一种阻燃耐臭氧下盖胶及制备方法与管状输送带。该下盖胶的动态耐臭氧性能可达零级，使用过程中无龟裂现象，显著延长管状输送带寿命。
为了解决以上技术问题，本发明的技术方案为：
一种阻燃耐臭氧下盖胶，由以下重量份的组分组成：天然橡胶30～40份，三元乙丙橡胶60～70份，纳米活性氧化锌5～8份，硬脂酸2～3份，硫磺1～3份，促进剂1～5份，防老剂2～8份，莱茵蜡2～8份，补强剂40～65份，固氯蜡15～20份，三氧化二锑3～6份；
三元乙丙橡胶是乙烯、丙烯和非共轭二烯烃的三元共聚物，主要聚合物链是完全饱和的，这个特性使得三元乙丙橡胶可以抵抗热，光，氧气，尤其是臭氧。天然橡胶是一种以聚异戊二烯为主要成分的天然高分子化合物，在常温下具有较高的弹性，稍带塑性，具有非常好的机械强度，滞后损失小，在多次变形时生热低，因此其耐屈挠性也很好，并且因为是非极性橡胶，所以电绝缘性能良好，因为有不饱和双键，所以天然橡胶是一种化学反应能力较强的物质，光、热、臭氧、辐射、屈挠变形和铜、锰等金属都能促进橡胶的老化，不耐老化是天然橡胶的致命弱点。通过天然橡胶与三元乙丙橡胶的配合使用，改善三元乙丙的加工性能，并可以大幅度降低成本，提升下盖胶的物理性能，而三元乙丙的优异耐老化性能，可以提升下盖胶的耐臭氧老化性能。
纳米活性氧化锌为纳米级，具有比表面积大、化学活性高，产品细度、化学纯度和粒子形状可以根据需要进行调整，并且具有光化学效应和较好的遮蔽紫外线性能，其紫外线遮蔽率高达98％；同时作为硫化活性剂等功能性添加剂，可以提高橡胶制品的光洁性、耐磨性、机械强度和抗老化性能性能指标，减少普通氧化锌的使用量，延长使用寿命。
所述防老剂为4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)。防老剂4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)，对屈挠-龟裂老化和臭氧老化的防护效果较好，全面性能优于其他防老剂，提高胶料各方面性能。
莱茵蜡是精选石蜡和中宽分子量分布微晶蜡的混合物，因其低溶解度，会迁移到硫化物表面形成一层完全保护膜，温度高至50℃也很稳定。以中等速度形成的保护膜具有极好的抗动态应力稳定性。抗臭氧剂和抗氧剂会伴随莱茵蜡的迁移而到达硫化胶的表面，防止由于臭氧和天气气候影响而造成的龟裂。
所述固氯蜡为70#氯化石蜡，70#氯化石蜡是树脂状粉末，白色或淡黄色，相对密度1.65(25/4℃)，是石蜡烃的氯化衍生物，具有低挥发性、阻燃、电绝缘性良好、价廉等优点，可用作阻燃剂和聚氯乙烯辅助增塑剂。广泛用于生产电缆料、地板料、软管、人造革、橡胶等制品，在配方中起到阻燃与增塑作用。
三氧化二锑是白色粉末，不溶于水，溶于氢氧化钠溶液和酸。属于添加型阻燃剂，常与其他阻燃剂、消烟剂并用，各组分间可产生协同效应。三氧化二锑在燃烧初期，首先是熔融，在材料表面形成保护膜隔绝空气，通过内部吸热反应，降低燃烧温度。在高温状态下三氧化二锑被气化，稀释了空气中氧浓度，从而起到阻燃作用，三氧化二锑和固氯蜡协同阻燃。
选用上述组分进行配合，可使各组分功效产生协同作用，从而有效地提高产品的阻燃以及耐臭氧性能，而各组分的重量份配比，对覆盖胶的理化性能尤为重要。
在一些实施例中，所述阻燃耐臭氧下盖胶，由以下重量份的组分组成：天然橡胶35～40份，三元乙丙橡胶60～65份，纳米活性氧化锌5～6份，硬脂酸2～3份，硫磺1～3份，促进剂1～5份，防老剂2～8份，莱茵蜡2～5份，补强剂40～50份，固氯蜡15～20份，三氧化二锑3～6份；所述防老剂为4010NA(N-异丙基-N’-苯基对苯二胺)。
进一步的，所述阻燃耐臭氧下盖胶，由以下重量份的组分组成：天然橡胶40份，三元乙丙橡胶60份，纳米活性氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺1.8份，促进剂2份，防老剂3份，莱茵蜡2份，补强剂45份，固氯蜡15份，三氧化二锑5份；
在一些实施例中，所述促进剂为促进剂NOBS(N-(N-(氧化二亚乙基)-2-苯并噻唑次磺酰胺)和促进剂DM(2、2'-二硫代二苯并噻唑)按照质量比为2:1～4:1组成的混合物。
该促进剂有很好的硫化性能，促进剂NOBS为次磺酰胺促进剂，硫化速度快且硫化曲线平坦硫化胶综合性能好，利于之后的工艺操作；促进剂DM优点是硫化时间短，能和促进剂NOBS产生协同效应，提升硫化程度，提高胶料物理性能。
进一步的，所述促进剂中NOBS和DM的质量比为3:1，能够达到很好的协同作用。
在一些实施例中，所述补强剂为高耐磨炭黑N220。高耐磨炭黑N220比表面积大，活化性能高，能更好地提高产品的耐磨性能，提高产品使用寿命，并降低产品的成本。
在一些实施例中，所述阻燃剂为70％氯化石蜡与三氧化二锑按质量比为3:1～4:1组成的混合物。能够为橡胶提供良好的阻燃性能，氯化石蜡在橡胶中除了阻燃外，还能提高拉伸强度和降低硬度，有增塑作用。
所述阻燃耐臭氧下盖胶的制备方法，包括如下步骤：
将天然橡胶进行烘胶，塑炼时能更好的分散，并降低能耗；
将烘胶后的天然橡胶进行塑炼，降低其门尼粘度，与三元乙丙橡胶达到更好的共混效果。
天然橡胶塑炼胶与三元乙丙橡胶同时加入，然后依次加入纳米活性氧化锌、硬脂酸、防老剂、微晶蜡和三氧化二锑，需先加入用量小的小料，能达到更好的分散效果。
最后加入补强剂和固氯蜡进行一段混炼，补强剂用量大，固氯蜡起增塑作用，需后加，得一段混炼胶；
向制备得到的一段混炼胶中加入促进剂和硫磺进行二段混炼，即得。
在一些实施例中，烘胶的温度为65-75℃，烘胶的时间为3-5小时。
在一些实施例中，塑炼的时间为200-300s，温度为135-155℃，转速为15-25r/min，进一步的，塑炼的时间为280s，温度为145℃，转速为20r/min。
在一些实施例中，加入三元乙丙橡胶后混炼的时间为25-35s，125-135℃，进一步的，混炼的时间为20s，混炼的温度为130℃。
进一步的，一段混炼的时间为90-110s，混炼的温度为135-145℃。
更进一步的，一段混炼后的排料温度为135-145℃，进一步为140℃，使混炼胶混炼均匀。
在一些实施例中，二段混炼的时间为80-100s，温度为95-110℃，转速为15-25r/min；进一步的，二段混炼的时间为90s，温度为105℃，转速为20r/min。
进一步的，二段混炼后的排料温度低于100℃。
一种阻燃耐臭氧管状输送带，其下盖胶为所述下盖胶。
本发明的有益效果是：
可以保证管状输送带下盖胶不会产生臭氧龟裂，延长输送带使用寿命，减少因更换输送带而引起的经济损失。
具体实施方式
应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
下面结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
阻燃耐臭氧管状输送带下盖胶，其各组分的重量份配比为：天然橡胶40份，三元乙丙橡胶60份，纳米活性氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺1.8份，促进剂NOBS 1.5份，促进剂DM0.5份，防老剂4010NA 3份，莱茵蜡2份，高耐磨炭黑N220 45份，70#固氯蜡15份，三氧化二锑5份。
该一般阻燃耐臭氧管状输送带下盖胶的制备方法为：
1)混炼前准备：按照上述重量份配比的组分，先将天然橡胶放在烘胶房内，烘房温度调至70℃，烘胶4小时后，放入密炼机进行下一步混炼；
2)一段混炼：将步骤1)中的天然橡胶加入至密炼机中进行塑炼45s，转速20r/min，继而加入三元乙丙橡胶混炼30s，然后按顺序依次加入纳米活性氧化锌，硬脂酸，防老剂，莱茵蜡，三氧化二锑，最后加入补强剂，固氯蜡混炼100s，排料温度控制在140℃，得到混炼胶；
3)二段混炼：取步骤2)制备的混炼胶，然后加入促进剂、硫磺混炼90s，转速20r/min，排料温度控制在100℃以下时排料；
4)延压：将混炼制得胶料投入挤出机，经挤出机混炼加入压延机中；
5)硫化：将压延完毕的胶料，处理完毕后使用平板硫化机硫化，并且采用温度147℃，硫化单位比压为3.0-3.5的硫化工艺，制得一般阻燃耐臭氧管状输送带用下盖胶。
表1为各实施例产品指标检测表：
表1
使用普通阻燃下盖胶的管状带使用两年后，管状带下盖胶会出现细密的臭氧龟裂裂纹，而使用该实施例的阻燃耐臭氧下盖胶的管状带，经过四年的跟踪回访，管状带下盖胶没有发生臭氧龟裂现象，使用寿命至少提升一倍。
实施例2
阻燃耐臭氧管状输送带下盖胶，其各组分的重量份配比为：天然橡胶30份，三元乙丙橡胶65份，纳米活性氧化锌8份，硬脂酸2份，硫磺1.6份，促进剂NOBS 2.1份，促进剂DM0.7份，防老剂4010NA 7份，莱茵蜡7份，高耐磨炭黑N220 65份，70#固氯蜡20份，三氧化二锑5份。
其制备方法与实施例1相同。
实施例3
阻燃耐臭氧管状输送带下盖胶，其各组分的重量份配比为：天然橡胶35份，三元乙丙橡胶65份，纳米活性氧化锌8份，硬脂酸3份，硫磺2.5份，促进剂NOBS 4份，促进剂DM 2份，防老剂4010NA 8份，莱茵蜡5份，高耐磨炭黑N220 55份，70#固氯蜡17份，三氧化二锑6份。
其制备方法与实施例1相同。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种阻燃耐臭氧下盖胶，其特征在于：由以下重量份的组分组成：天然橡胶30～40份，三元乙丙橡胶60～70份，纳米活性氧化锌5～8份，硬脂酸2～3份，硫磺1～3份，促进剂1～5份，防老剂2～8份，莱茵蜡2～8份，补强剂40～65份，固氯蜡15～20份，三氧化二锑3～6份；所述防老剂为4010NA。
2.根据权利要求1所述的阻燃耐臭氧下盖胶，其特征在于：由以下重量份的组分组成：天然橡胶35～40份，三元乙丙橡胶60～65份，纳米活性氧化锌5～6份，硬脂酸2～3份，硫磺1～3份，促进剂1～5份，防老剂2～8份，莱茵蜡2～5份，补强剂40～50份，固氯蜡15～20份，三氧化二锑3～6份；所述防老剂为4010NA；
进一步的，所述阻燃耐臭氧下盖胶，由以下重量份的组分组成：天然橡胶40份，三元乙丙橡胶60份，纳米活性氧化锌5份，硬脂酸2份，硫磺1.8份，促进剂2份，防老剂3份，莱茵蜡2份，补强剂45份，固氯蜡15份，三氧化二锑5份；所述防老剂为4010NA。
3.根据权利要求1或2所述的阻燃耐臭氧下盖胶，其特征在于：所述促进剂为促进剂NOBS和促进剂DM按照质量比为2:1～4:1组成的混合物；
进一步的，所述促进剂中NOBS和DM的质量比为3:1。
4.根据权利要求1或2所述的阻燃耐臭氧下盖胶，其特征在于：所述补强剂为高耐磨炭黑N220；
或，所述阻燃剂为70％氯化石蜡与三氧化二锑按质量比为3:1～4:1组成的混合物。
5.权利要求1-3任一所述阻燃耐臭氧下盖胶的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
将天然橡胶进行烘胶；
将烘胶后的天然橡胶进行塑炼，再加入三元乙丙橡胶混炼，然后依次加入纳米活性氧化锌、硬脂酸、防老剂、微晶蜡和三氧化二锑，最后加入补强剂和固氯蜡进行一段混炼，得混炼胶；
向制备得到的混炼胶中加入促进剂和硫磺进行二段混炼，即得。
6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：烘胶的温度为65-75℃，烘胶的时间为3-5小时。
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：塑炼的时间为200-300s，温度为135-155℃，转速为15-25r/min，进一步的，塑炼的时间为280s，温度为145℃，转速为20r/min。
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：加入三元乙丙橡胶后混炼的时间为25-35s，125-135℃，进一步的，混炼的时间为20s，混炼的温度为130℃。
进一步的，一段混炼的时间为90-110s，混炼的温度为135-145℃；
更进一步的，一段混炼后的排料温度为135-145℃，进一步为140℃，使混炼胶混炼均匀。
9.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：二段混炼的时间为80-100s，温度为95-110℃，转速为15-25r/min；进一步的，二段混炼的时间为90s，温度为105℃，转速为20r/min。
10.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：二段混炼后的排料温度低于100℃。
11.一种阻燃耐臭氧管状输送带，其特征在于：其下盖胶为权利要求1-3任一所述下盖胶。
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